Cách làm than hoạt tính từ trấu đang là giải pháp tái chế hiệu quả cho phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam. Với hàng trăm triệu tấn vỏ trấu được tạo ra hàng năm, áp dụng quy trình sản xuất than hoạt tính từ vỏ trấu không chỉ giúp xử lý chất thải mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao.
Hướng dẫn cách làm than hoạt tính từ trấu trong bài viết này được tổng hợp từ các nghiên cứu, kinh nghiệm thực tế của VITEKO. Bạn sẽ học được cách kiểm soát các thông số kỹ thuật quan trọng như nhiệt độ than hóa, thời gian hoạt hóa, và phương pháp tách SiO₂ để tạo ra than hoạt tính chất lượng.
I. Cách làm than hoạt tính từ trấu tại nhà
Bước đầu tiên trong cách làm than hoạt tính từ vỏ trấu chính là chọn được nguyên liệu chất lượng. Vỏ trấu tốt phải có độ ẩm từ 15-20%, không có tạp chất như đất cát hay kim loại.
1.1. Lựa chọn và xử lý vỏ trấu
- Tiêu chuẩn chọn vỏ trấu (độ ẩm 15-20%, không có tạp chất)
- Làm sạch và phơi khô vỏ trấu
- Tính toán lượng nguyên liệu cần thiết
1.2. Chuẩn bị thiết bị và dụng cụ
- Thiết bị nung than tại nhà (lò gạch nung, hầm gạch nung)
- Dụng cụ đo nhiệt độ và kiểm soát thời gian
- Trang thiết bị bảo hộ an toàn
- Hóa chất hoạt hóa (KOH, H₃PO₄, ZnCl₂)
1.3. Quy trình làm than hoạt tính từ vỏ trấu tại nhà
Quá trình than hóa là giai đoạn quan trọng nhất trong cách tạo ra than hoạt tính từ trấu. Giai đoạn này biến đổi cấu trúc cellulose và lignin trong vỏ trấu thành carbon.
- Bước 1: Than hóa vỏ trấu 60 phút trong lò/hầm gạch nung yếm khí (thiếu oxy)
- Bước 2: Hòa tan 168g KOH vào 1 lít nước cất, ngâm than trấu (Tỷ lệ than:dung dịch = 1:3 (khối lượng)) trong 4 giờ
- Bước 3: Sấy than trong 2-3 giờ để loại bỏ nước
- Bước 4: Rửa sạch loại bỏ hóa chất dư thừa bằng nước cất cho đến khi độ pH đạt 6-8, có thể mất 3-5 lần rửa
-> Còn rất nhiều loại nguyên liệu làm than hoạt tính khác, hãy tìm hiểu [Cách làm than hoạt tính tại nhà] ngay!
Lưu ý: Bảo quản sản phẩm trong túi kín, tránh ẩm và ánh sáng trực tiếp. Than hoạt tính từ trấu có thể bảo quản 2-3 năm nếu thực hiện theo khuyến cáo của bộ phận có chuyên môn.
II. Quy trình sản xuất than hoạt tính từ trấu quy mô công nghiệp
Quy trình sản xuất than hoạt tính từ trấu quy mô công nghiệp khác hoàn toàn với cách làm than hoạt tính từ trấu tại nhà.
2.1. Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu
- Thu gom và phân loại vỏ trấu theo chất lượng là bước đầu tiên. Vỏ trấu loại A (ít tạp chất) dành cho sản xuất than hoạt tính chất lượng cao.
- Hệ thống sấy khô công nghiệp sử dụng lò quay hoặc sấy tầng để giảm độ ẩm xuống dưới 10%. Công suất sấy có thể đạt 5-10 tấn/giờ.
- Nghiền nguyên liệu để đảm bảo kích thước đồng đều 2-5mm, thuận lợi cho quá trình truyền nhiệt.
2.2. Giai đoạn than hóa bằng lò xoay ngang hiện đại
- Công nghệ lò quay hiện đại có thể xử lý 1-5 tấn vỏ trấu mỗi giờ. Lò được thiết kế với hệ thống kiểm soát nhiệt độ tự động.
- Kiểm soát nhiệt độ 500-600°C trong lò quay đảm bảo quá trình than hóa đồng đều. Thời gian lưu của vỏ trấu trong lò khoảng 45-60 phút.
- Thu hồi khí syngas và nhựa hắc ín có giá trị trong sản xuất năng lượng. Khí syngas có thể dùng làm nhiên liệu cho chính lò than hóa, giảm chi phí năng lượng.
- Hiệu suất than hóa đạt 25-30% có nghĩa từ 1 tấn vỏ trấu khô thu được 250-300kg than trấu thô.
2.3. Giai đoạn hoạt hóa bằng hơi nước áp suất cao
- Hoạt hóa bằng hơi nước áp suất cao trong lò hoạt hóa chuyên dụng ở 800-900°C. Áp suất hơi nước 2-3 atm giúp tăng hiệu quả tạo xốp.
- Hoạt hóa hóa học bằng K₂CO₃, Na₂CO₃ có hiệu quả cao hơn KOH trong quy mô công nghiệp do dễ tái chế hóa chất.
- Kiểm soát tỷ lệ chất hoạt hóa/than = 1:1 đến 3:1 tùy theo chất lượng sản phẩm mong muốn. Tỷ lệ cao hơn cho diện tích bề mặt lớn hơn.
- Đạt diện tích bề mặt riêng > 1000 m²/g với công nghệ hoạt hóa hai giai đoạn: hóa học trước, vật lý sau.
2.4. Giai đoạn xử lý tách SiO₂ và tinh chế
- Phương pháp tách SiO₂ bằng hóa chất sử dụng HF (Hydrofluoric Acid) hoặc NaOH để hòa tan silica. Đây là giai đoạn nguy hiểm, cần trang bị bảo hộ chuyên nghiệp.
- Rửa sạch đến pH trung tính (6-8) bằng hệ thống rửa ngược dòng tự động. Nước thải được xử lý trước khi thải ra môi trường.
- Sấy khô và đóng gói sản phẩm trong môi trường khí trơ để tránh oxy hóa. Sản phẩm được đóng gói trong bao PE hoặc PP kín khí.
- Kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn ASTM D6851 cho than hoạt tính từ sinh khối. Mỗi lô sản xuất đều được lấy mẫu kiểm tra.
Thông qua 4 giai đoạn có thể thấy được độ chuyên nghiệp của quy mô công nghiệp so với cách làm than hoạt tính từ trấu tại nhà. Toàn bộ quy trình mà chúng tôi cung cấp được tham khảo từ đối tác sản xuất và cung cấp than hoạt tính vỏ trấu của VITEKO.
III. Những lưu ý quan trọng khi làm than hoạt tính từ trấu
Biện pháp bảo hộ khi nung than:
- Đeo khẩu trang than hoạt tính để tránh hít khói
- Sử dụng găng tay chịu nhiệt 200°C
- Mặc quần áo dài tay, giày bảo hộ
- Chuẩn bị bình cứu hỏa gần khu vực nung
Xử lý khói và khí thải độc hại:
- Nung than ở nơi thoáng khí
- Lắp đặt ống khói cao ít nhất 3m
- Không nung trong nhà hoặc nơi kín
- Tránh nung trong ngày có gió mạnh
Bảo quản hóa chất an toàn:
- KOH và H₃PO₄ ăn mòn da, cần đeo găng tay
- Bảo quản nơi khô ráo, tránh trẻ em
- Có sẵn nước rửa khi bị văng hóa chất
- Đọc kỹ nhãn hóa chất trước sử dụng
Phòng cháy chữa cháy:
- Không để vật liệu dễ cháy gần lò nung
- Chuẩn bị cát khô để dập lửa dầu mỡ
- Kiểm tra thiết bị điện trước khi sử dụng
- Có người trực canh suốt quá trình nung
IV. Những câu hỏi thường gặp về cách làm than hoạt tính từ trấu
Q1. Tại sao phải tách SiO₂ khỏi vỏ trấu?
Trả lời: SiO₂ chiếm 13-25% khối lượng vỏ trấu, là tạp chất cản trở quá trình hoạt hóa. Silica không có khả năng hấp phụ và làm giảm diện tích bề mặt hoạt động của than. Việc tách SiO₂ giúp tăng hàm lượng carbon lên trên 80% và cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm.
Q2. Than hoạt tính từ trấu có uống được không?
Trả lời: Không nên uống than hoạt tính tự làm từ vỏ trấu vì có thể còn tạp chất độc hại chưa được loại bỏ hết, độ tinh khiết không đảm bảo như sản phẩm sản xuất theo quy mô công nghiệp, kích thước hạt cũng có thể không phù hợp.
Q3. Than hoạt tính từ vỏ trấu có những hạn chế gì?
Trả lời: Do được kiểm soát nhiệt độ thủ công nên không đảm bảo về độ hấp phụ, hiệu suất hấp phụ thấp hơn sản phẩm công nghiệp khoảng 20-30%. Không phù hợp cho ứng dụng y tế chuyên sâu như lọc máu hoặc giải độc cấp tính. Chỉ nên dùng cho mục đích hỗ trợ đơn giản như dùng than hoạt tính lọc nước, xử lý và lọc khí,...
Q4. Cách làm than hoạt tính từ trấu có hiệu quả không?
Trả lời: VITEKO hướng dẫn cách làm có tỷ lệ thành công lên đến 80% vì chúng tôi đã thử nghiệm làm than hoạt tính từ vỏ trấu thực tế.
Mọi thông tin chi tiết về cách làm than hoạt tính từ trấu và quy trình sản xuất than hoạt tính từ vỏ trấu quy mô công nghiệp đã được VITEKO hướng dẫn ở nội dung trên. Nếu vẫn còn điều gì thắc mắc, vui lòng để lại bình luận hoặc liên hệ ngay qua hotline 093 345 5566 để chúng tôi có thể hỗ trợ kịp thời.